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Bioquímica
Identifican Enzimas Vegetales de Gran Importancia
23 de
Julio de 2008.
 Científicos
del Laboratorio Nacional Brookhaven han identificado enzimas que son
importantes para la modificación de los isoflavonoides, productos
naturales vegetales que ayudan a las plantas a resistir a las
infecciones fúngicas, y que también pueden tener efectos benéficos para
la salud humana. La investigación puede allanar el camino para el
implante de las rutas de síntesis de los isoflavonoides en algunos
cultivos con el fin de mejorar su resistencia a las enfermedades y
prevenir de esta manera pérdidas en la producción agrícola.
 Menéame
En la naturaleza, los isoflavonoides se encuentran principalmente en las
leguminosas, como la soja y la alfalfa, donde estos compuestos químicos
mejoran la resistencia de ambas plantas a las enfermedades y ayudan a
mantener las relaciones de simbiosis entre las leguminosas y los
microorganismos que viven entre sus raíces, favoreciendo la producción
de biomasa para todas las especies involucradas. Algunos estudios
también sugieren que, cuando son consumidos por los humanos, estos
productos naturales pueden ayudar a prevenir algunos tipos de cánceres,
enfermedades cardíacas y síntomas de la menopausia, entre otros
beneficios.
Identificar las enzimas precisas no es tarea sencilla. Las rutas de
biosíntesis de los isoflavonoides son complejas, con muchos pasos y
enzimas involucradas. Otro reto es que la acumulación de niveles
elevados de productos intermediarios puede ser tóxica para los
vegetales.
Las legumbres han desarrollado maneras de protegerse a sí mismas
transformando a estos intermediarios para hacer posible su
almacenamiento en vacuolas o en las paredes celulares. La enzima que
realiza esta transformación vital era una de las que los investigadores
deseaban encontrar.
El biólogo Chang-Jun Liu y sus colaboradores dedujeron que la enzima que
les interesaba pertenecía con toda probabilidad a una gran familia de
enzimas que intervienen en muchas funciones biológicas que afectan al
crecimiento de las plantas, la biosíntesis, las modificaciones en las
paredes celulares y la resistencia a las enfermedades. De modo que
comenzaron su investigación buscando los genes que pudieran "instruir" a
las células para fabricar las proteínas de esa familia.
Afortunadamente los genes de esta familia de proteínas comparten ciertas
secuencias comunes de información genética. Empleando estas secuencias
comunes como si fuesen referencias orientativas en un mapa de
carreteras, los científicos indagaron en las bases de datos de genes de
una planta leguminosa modelo, buscando los genes con "firmas" similares.
Esta primera búsqueda tuvo como resultado 76 genes candidatos.
Basándose en posteriores análisis bioinformáticos y en pruebas de
expresión de genes, estrecharon el cerco sobre nueve genes candidatos.
Entonces implantaron estos nueve genes en cepas de la bacteria E. coli
para producir las proteínas correspondientes, y pusieron a prueba la
capacidad de estas proteínas de realizar la función enzimática
requerida. Los científicos comprobaron que tres enzimas realizaban la
reacción que andaban buscando: la transformación de intermediarios en la
ruta de síntesis de los isoflavonoides, en variedades apropiadas para
ser almacenadas añadiéndoles cadenas cortas basadas en el carbono.
El próximo paso fue probar estas tres enzimas en plantas. Los
investigadores fueron capaces de confirmar que al menos una de las
enzimas realizó la reacción para los isoflavonoides en esas plantas.
Además de identificar la enzima, los experimentos demostraron que los
científicos fueron capaces de transplantar con éxito, a plantas no
leguminosas, pasos cruciales en la ruta de síntesis de los
isoflavonoides.
Información adicional en:
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